LED దీపం యొక్క ఆపరేటింగ్ సూత్రం

LED అనేది విద్యుత్ శక్తిని కనిపించే కాంతిగా మార్చగల ఘన స్థితి సెమీకండక్టర్ పరికరం. ఇది నేరుగా విద్యుత్తును కాంతిగా మార్చగలదు. LED యొక్క గుండె ఒక సెమీకండక్టర్ చిప్. చిప్ యొక్క ఒక చివర బ్రాకెట్‌కు జోడించబడి ఉంటుంది, ఒక చివర ప్రతికూల ధ్రువం, మరియు మరొక చివర విద్యుత్ సరఫరా యొక్క సానుకూల ధ్రువానికి అనుసంధానించబడి ఉంటుంది, తద్వారా మొత్తం చిప్ ఎపాక్సీ రెసిన్‌తో కప్పబడి ఉంటుంది.

సెమీకండక్టర్ చిప్ రెండు భాగాలతో కూడి ఉంటుంది. ఒక భాగం P-రకం సెమీకండక్టర్, దీనిలో రంధ్రాలు ప్రబలంగా ఉంటాయి మరియు మరొక చివర N-రకం సెమీకండక్టర్, దీనిలో ఎలక్ట్రాన్లు ప్రబలంగా ఉంటాయి. కానీ ఈ రెండు సెమీకండక్టర్లు అనుసంధానించబడినప్పుడు, వాటి మధ్య P-N జంక్షన్ ఏర్పడుతుంది. కరెంట్ వైర్ ద్వారా చిప్‌పై పని చేసినప్పుడు, ఎలక్ట్రాన్లు P ప్రాంతానికి నెట్టబడతాయి, ఇక్కడ ఎలక్ట్రాన్లు రంధ్రాలతో తిరిగి కలిసిపోతాయి, ఆపై ఫోటాన్ల రూపంలో శక్తిని విడుదల చేస్తాయి. ఇది సూత్రంLED లైట్ఉద్గారము. కాంతి తరంగదైర్ఘ్యం, అంటే కాంతి రంగు, P-N జంక్షన్‌ను ఏర్పరిచే పదార్థం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది.

LED నేరుగా ఎరుపు, పసుపు, నీలం, ఆకుపచ్చ, ఆకుపచ్చ, నారింజ, ఊదా మరియు తెలుపు కాంతిని విడుదల చేయగలదు.

మొదట, LED సాధనాలు మరియు మీటర్ల సూచిక కాంతి మూలంగా ఉపయోగించబడింది. తరువాత, వివిధ లేత రంగు LED లు ట్రాఫిక్ లైట్లు మరియు పెద్ద ఏరియా డిస్ప్లేలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడ్డాయి, మంచి ఆర్థిక మరియు సామాజిక ప్రయోజనాలను ఉత్పత్తి చేశాయి. ఉదాహరణగా 12 అంగుళాల ఎరుపు ట్రాఫిక్ సిగ్నల్ దీపాన్ని తీసుకోండి. యునైటెడ్ స్టేట్స్లో, 140 వాట్ల ప్రకాశించే దీపం దీర్ఘకాలం మరియు తక్కువ ప్రకాశించే సామర్థ్యంతో మొదట కాంతి మూలంగా ఉపయోగించబడింది, ఇది 2000 ల్యూమన్ల తెల్లని కాంతిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ఎరుపు వడపోత గుండా వెళ్ళిన తర్వాత, కాంతి నష్టం 90%, ఎరుపు కాంతి యొక్క 200 lumens మాత్రమే మిగిలి ఉంటుంది. కొత్తగా రూపొందించిన దీపంలో, Lumileds సర్క్యూట్ నష్టంతో సహా 18 ఎరుపు LED కాంతి వనరులను ఉపయోగిస్తుంది. మొత్తం విద్యుత్ వినియోగం 14 వాట్స్, ఇది అదే ప్రకాశించే ప్రభావాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ఆటోమొబైల్ సిగ్నల్ ల్యాంప్ కూడా LED లైట్ సోర్స్ అప్లికేషన్ యొక్క ముఖ్యమైన ఫీల్డ్.

సాధారణ లైటింగ్ కోసం, ప్రజలకు మరింత తెల్లని కాంతి వనరులు అవసరం. 1998లో, వైట్ LED విజయవంతంగా అభివృద్ధి చేయబడింది. ఈ LED GaN చిప్ మరియు యట్రియం అల్యూమినియం గార్నెట్ (YAG)ని కలిపి ప్యాక్ చేయడం ద్వారా తయారు చేయబడింది. GaN చిప్ నీలి కాంతిని విడుదల చేస్తుంది（ λ P=465nm, Wd=30nm), అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద Ce3+sintered కలిగి ఉన్న YAG ఫాస్ఫర్ ఈ నీలి కాంతి ద్వారా ఉత్తేజితం అయిన తర్వాత పసుపు కాంతిని విడుదల చేస్తుంది, దీని గరిష్ట విలువ 550n LED దీపం m. నీలిరంగు LED సబ్‌స్ట్రేట్ గిన్నె ఆకారపు ప్రతిబింబ కుహరంలో వ్యవస్థాపించబడింది, YAGతో కలిపిన రెసిన్ యొక్క పలుచని పొరతో కప్పబడి ఉంటుంది, సుమారు 200-500nm. LED సబ్‌స్ట్రేట్ నుండి వచ్చే నీలిరంగు కాంతి పాక్షికంగా ఫాస్ఫర్‌చే శోషించబడుతుంది మరియు నీలిరంగు కాంతి యొక్క ఇతర భాగాన్ని తెలుపు కాంతిని పొందేందుకు ఫాస్ఫర్ నుండి పసుపు కాంతితో కలుపుతారు.

InGaN/YAG వైట్ LED కోసం, YAG ఫాస్ఫర్ యొక్క రసాయన కూర్పును మార్చడం మరియు ఫాస్ఫర్ పొర యొక్క మందాన్ని సర్దుబాటు చేయడం ద్వారా, 3500-10000K రంగు ఉష్ణోగ్రతతో వివిధ తెల్లని లైట్లను పొందవచ్చు. నీలం LED ద్వారా తెల్లని కాంతిని పొందే ఈ పద్ధతి సాధారణ నిర్మాణం, తక్కువ ధర మరియు అధిక సాంకేతిక పరిపక్వత యొక్క ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది, కాబట్టి ఇది విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.